第5讲质量与可靠性设计工具-QFD、FMEA.ppt

1、二O一三年九月九日,质量与可靠性工程,产品与过程设计中的质量与可靠性,概述 产品设计方法APQP 质量功能展开QFD 原型法 可靠性设计FMEA,面向质量与可靠性的产品设计,何谓面向质量与可靠性的产品设计? 如前所述, 质量有许多不同的维度. 从第1章中戴维加文定义的质量维度可清楚地看出每种维度都有不同的设计问题. 以第1 维度性能为例. 何谓关键性能特征? 顾客需要多少性能? 有多少性能是不必要的? 如何平衡性能的各竞争性维度之间的关系? 从戴维加文的产品质量维度中可衍生出许多类似问题.,概述,产品的质量是检验出来的吗，是怎么出来的呢！ 产品设计时如何回答下列问题呢,1.面向质量的产品设计,

2、汽车性能,评价说明：每张表只评价一种产品；用户在所定栏目内打“”即可。,收集顾客满意信息的目的是针对顾客不满意的因素寻找改进措施，进一步提高产品和服务质量。因此，对收集到的顾客满意度信息进行分析整理，找出不满意的主要因素，确定纠正措施并付之实施，以达到预期的改进目标。,通常用来评定汽车的性能指标主要有：动力性、燃油经济性、制动性、操控稳定性、平顺性以及通过性等。 动力性 汽车的动力性是用汽车在良好路面上直线行使时所能达到的平均行驶速度来表示。汽车动力性主要用三个方面的指标来评定：最高车速；汽车的加速时间；汽车所能爬上的最大坡度。 最高车速是指汽车在平坦良好的路面上行驶时所能达到的最高速度。数值

3、越大，动力性就越好。 汽车的加速时间表示汽车的加速能力也形象的称为反映速度能力，它对汽车的平均行驶车速有很大的影响，特别是轿车，对加速时间更为重要。常用原地起步加速时间以及超车加速时间来表示。 汽车的爬坡能力用满载时的汽车所能爬上的最大坡度。,汽车性能,评价说明：每张表只评价一种产品；用户在所定栏目内打“”即可。,收集顾客满意信息的目的是针对顾客不满意的因素寻找改进措施，进一步提高产品和服务质量。因此，对收集到的顾客满意度信息进行分析整理，找出不满意的主要因素，确定纠正措施并付之实施，以达到预期的改进目标。,燃油经济性 汽车的燃油经济性常用一定工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽

4、车行驶的里程来衡量。在我国及欧洲，汽车燃油经济性指标的单位为L/100km，而在美国，则用MPG或mi/gall表示，即每加仑燃油能行驶的公里数。燃油经济性与很多因素有关，如行驶速度，当汽车在接近于低速的中等车速行驶时燃油消耗量最低，高速时随车速增加而迅速增加。另外，汽车的保养与调整也会影响到汽车的油耗量。 燃料指标： 最低燃料耗量，平均最低燃油耗量,汽车性能,评价说明：每张表只评价一种产品；用户在所定栏目内打“”即可。,收集顾客满意信息的目的是针对顾客不满意的因素寻找改进措施，进一步提高产品和服务质量。因此，对收集到的顾客满意度信息进行分析整理，找出不满意的主要因素，确定纠正措施并付之实施，

5、以达到预期的改进目标。,制动性 汽车行驶时在短距离内停车且维持行驶方向稳定，以及汽车在长坡时维持一定车速的能力成为汽车的制动性。汽车的制动性能指标主要有制动效能、制动效能的恒定性、制动时汽车的方向稳定性、汽车的制动过程。 制动效能汽车的制动距离或制动减速度，用汽车在良好路面上以一定初速度制动到停车的制动距离来评价，制动距离越短制动性能越好。 制动效能的恒定性制动器的抗衰退性能，是指汽车高速行驶下长坡连续制动时，制动器连续制动效能保持的程度。 制动时汽车的方向稳定性汽车制动时不发生跑偏、侧滑以及失去转向能力的性能。目前主流车型均配置ABS、ESP等配置就是提高方向稳定性。 汽车的制动过程主要是指

6、制动机构的作用时间。,汽车性能,评价说明：每张表只评价一种产品；用户在所定栏目内打“”即可。,收集顾客满意信息的目的是针对顾客不满意的因素寻找改进措施，进一步提高产品和服务质量。因此，对收集到的顾客满意度信息进行分析整理，找出不满意的主要因素，确定纠正措施并付之实施，以达到预期的改进目标。,操控稳定性 汽车的操控稳定性是指司机在不感到紧张、疲劳的情况下，汽车能按照司机通过转向系统给定的方向行驶，而当遇到外界干扰时，汽车所能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力。汽车操控稳定性通常用汽车的稳定转向特性来评价。转向特性有不足转向、过度转向以及中性转向三种状况。有不足转向特性的汽车，在固定方向盘转角的情况下绕

7、圆周加速行驶时，转弯半径会增大；有过度转向特性的汽车在这种条件下转弯半径则会逐渐减小；有中性转向特性的汽车则转弯半径不变。易操控的汽车应当有适当的不足转向特性，以防止汽车出现突然甩尾现象。,汽车性能,评价说明：每张表只评价一种产品；用户在所定栏目内打“”即可。,收集顾客满意信息的目的是针对顾客不满意的因素寻找改进措施，进一步提高产品和服务质量。因此，对收集到的顾客满意度信息进行分析整理，找出不满意的主要因素，确定纠正措施并付之实施，以达到预期的改进目标。,行驶平顺性 汽车平顺性是保持汽车在行驶过程中，乘员所处的振动环境具有一定的舒适度的性能。这与汽车的底盘参数、车身几何参数，以及汽车的动力性以

8、及操控性等有密切关系。 机动性指标：最低离地间隙，接近角，离去角，前后轴荷分配，轮胎花纹及尺寸，驱动轴数，最小转弯半径等,汽车性能,评价说明：每张表只评价一种产品；用户在所定栏目内打“”即可。,收集顾客满意信息的目的是针对顾客不满意的因素寻找改进措施，进一步提高产品和服务质量。因此，对收集到的顾客满意度信息进行分析整理，找出不满意的主要因素，确定纠正措施并付之实施，以达到预期的改进目标。,通过性 通过性是指车辆通过一定情况路况的能力。通过能力强的车子，可以轻松翻越坡度较大的坡道，可以放心的驶入一定深度的河流，也可以高速的行驶在崎岖不平的山路上，在城市中也不用为停车上下马路牙子而担心。总之它可以

9、使你比其他车辆更可能去你想去的地方，让你体验到征服自然的感觉。 安全性指标：稳定性、制动性、舒适性,概述,2.产品设计技术 产品设计工具手段的更新计算机辅助设计CAD（多用户） 设计师不再使用丁字尺、铅笔和绘图桌作为设计工具. 如今他们更愿意使用计算机辅助设计系统(CAD). 该系统所能设计的事物包罗万象，从超轻型飞机到汉堡包房子，甚至能处理大交通流量的十字路口设计。计算机辅助工具大大提高了设计师的设计能力，还能产生新颖且种类繁多的设计方案，并简化了设计过程. CAD 系统的一个重要发展就是多用户计算机辅助设计系统. 在闭环系统中, CAD系统经常与计算机辅助检测等系统配合使用，用于工程分析、

10、设计评审和干涉检验. 几何建模 用于开发零件的与电脑兼容的数学描述. 几何建模数学模型建立的电脑三维画面（零件三维几何图形）,车模及弹簧的动力学分析,概述,2.产品设计技术 工程分析利用计算机软件进行的工程测试、结构计算、物体特性设计等（压力计算、有限元分析、重量计算） 包括许多不同的工程测试。 如热传导计算、压力计算，或用于确定系统动态行为的微分方程. 设计评审阶段检查设计的准确度（使用CAD验证设计的可行性） 在设计评审期间检查设计的准确度. 使用 CAD, 设计师可关注设计细节，也可使用分层法将零件的几何图案投射到产品最终形状的骨架上，以验证设计的可行性.,概述,2.产品设计技术 干涉检

11、验检查所设计的某项产品是否有不同零件占用同一空间的过程（波音777设计，由于许多设计师同时参与设计，成千上万的管线铺设在机壁里，因此在设计评审阶段的绘制立体化区段展开视图，进行干涉检验确保了设计的可行性） 成组技术CAD 纳入自动生产系统中的计算机辅助制造系统.对复杂产品的零部件进行分类和标准化，可以带来更少的供应商、更简单的库存和制造过程中的较小差异. CAD/CAM 系统经常与计算机检测辅助检测系统 (CAI)计算机辅助测试 (CAT) 质量控制系统配合使用. CAI 和 CAT能以相对较低的成本对产品进行100% 检测。,三维实车动画,概述,3. 设计中的环境考虑 倡导再利用、可拆卸、再

12、制造的设计理念 选用环保材料 提倡绿色制造 是一种最大限度的减少浪费和污染的方法. 这一目标通过产品和过程设计来实现. 生命周期方法导致的重视产品的最终处理方法称为面向再使用的设计、面向可拆卸的设计和面向再制造的设计。 据统计：目前每3台电脑可回收2台，柯达的FUNSAVER相机的87%被重复使用或回收,第七章产品与过程设计中的质量,概述 产品设计方法APQP 质量功能展开QFD 原型法 可靠性设计FMEA,产品的设计方法,设计项目往往由一个项目组执行，而非一名设计师独立完成,九阶段过程设计,企业内部、外部开展头脑风暴，产生新的理念 相关部门人员，顾客、专家、对手、供方 研发推力 带有风险和技

13、术创新 营销拉力 与顾客需求紧密联系,产品 理念 形成,九阶段过程设计,信息收集分析 引导消费 问卷调查 设计师经验,顾客未来需求预测,九阶段过程设计,最好的性价比 合理选择材料 合理选择技术 识别关键质量特性、制造的可能性、检测的难易性, 面向产品开发的 技术选择,九阶段过程设计,考虑产品技术设计过程 根据过程选择设备 合理考虑环境和材料 产品实现各个过程需要选择的技术 工艺、制造、试验等, 面向过程开发的 技术选择,九阶段过程设计,批准产品最终设计 确定产品规格 确定产品系列, 最终 产品 定义,九阶段过程设计,提出营销计划 确定营销方案 识别供应链 制定售后服务策略, 产品营销与分销准备

14、,九阶段过程设计,产品性能功能设计 产品寿命、包装设计 产品结构设计 确定装配及系统检测的设施和方法 各个阶段的设计评审, 产品设计 与评价,九阶段过程设计,选择过程技术 生产低成本高质量产品 考虑项目要求 考虑财务状况 追求过程稳定 确保低缺陷, 制造 系统 设计,九阶段过程设计,生产零件 采购部件 装配 产品试验 交付使用 售后服务, 产品制造、 交付和使用,学习与实践,质量聚焦7-1 P223 DER的项目开发过程,概念设计 提出/批准 项目批准 样件 试生产 投产 策划 策划 产品设计和开发 过程设计和开发 产品与过程确认 生产 反 馈、评 定 和 纠 正 措 施 计划和 产品设计 过

15、程设计 产品和过反馈、评定 确定项目 和开发验证 和开发验证程确认和纠正措施,产品质量策划进度模型,APQP:是一种系统的方法，用于确定并建立保证产品满足顾客需求的必需步骤。,质量策划示例,其作用和益处： 引导资源，使顾客满意； 促进对所需更改的早期识别； 避免晚期更改 以最低的成本及时提供优质产品,产品质量先期策划(APQP):,是一种系统的方法，用于确定并建立保证产品满足顾客需求的必需步骤。,什么是产品质量先期策划、控制计划（1）,APQP质量策划的目的 是描述客户需求，确定我们的质量目标，确定实现所需的过程及资源。,APQP是一个过程，而不仅仅是一个事项。,注：一组将输入转化为输出的相互

16、关联或相互 作用的活动。 过程是指我们生产产品和提供服务的工作流程 过程与我们所做的事相关，而与我们是谁无关 过程横跨职能部门 过程包含了公司的基本活动 过程围绕着能力,什么是产品质量先期策划、控制计划（2）,什么是产品质量先期策划、控制计划（3）,单独的控制计划包括三个独立的阶段： 样件在样件制造过程中，对尺寸测量和材料与性能 的描述； 试生产在样件试制之后，全面生产之前所的尺寸测量和材料 与性能的描述； 生产在大批生产中，将提供产品/过程特性、过程控制、试验和测量系统的综合文件。,2、控制计划,是控制产品所要求的体系和过程的文件化的描述,产品质量先期策划小组之别： 横向职能小组； 质量策划

17、小组； 多方论证小组； 核心小组。,什么是产品质量先期策划、控制计划（3）,概念设计 提出/批准 项目批准 样件 试生产 投产 策划 策划 产品设计和开发 过程设计和开发 产品与过程确认 生产 反 馈、评 定 和 纠 正 措 施 计划和 产品设计 过程设计 产品和过反馈、评定 确定项目 和开发验证 和开发验证程确认和纠正措施,二、产品质量策划进度图表,目的：确定顾客需要，策划一个质量项目,一、输入（1） 1、顾客呼声：内/外部顾客的抱怨、建议、资料和信息 （1）市场研究： 对顾客的采访 顾客意见征询与调查 市场测试和定位报告 新产品质量和可靠性研究 竞争产品质量的研究 运行情况良好（TGR）报

18、告,示例：计划和确定项目（1）,一、输入（2） （2）保修记录和质量信息 运行情况不良报告 保修报告 能力指数 组织内部质量报告 问题解决报告 顾客退货和拒收 现场退货产品分析,计划和确定项目（2）,一、输入（3） （3）小组经验 来自更高层或过去质量功能开发项目的输入； 顾客的信件和建议； 运行情况良好/运行情况不良报告 销售商意见； 现场服务报告； 利用指定的顾客代理所作的内部评价； 管理者的意见或指示； 合同评审等,计划和确定项目（3）,一、输入（4） 2、业务计划/营销战略 业务计划确定项目进度、成本、投资、产品定位、研究与开发资源等 营销战略确定目标顾客、主要的销售点和主要的竞争者。,计划和确定项目（4）,一、输入（5） 3、产品/过程基准数据 成功的基准确定方法为： 识别合适的基准； 了解你目前状况和基准之间产生差距的原因 制定缩小与基准差距、符合基准或超过基准的计划。,计划和确定项目（5）,一、输入（6） 4、产品/过程设想 设想产品具有某些特性、某种设计和过程概念，它们包括技术革新、先进的材料、可靠性评估和新技术。,计划和确定项目（6）,一、输入（7） 5、产品可靠性研究 在一规定时间内零件修理和更换的频率，以及长期可靠性/